JPH11191196A

JPH11191196A - 車両計測装置および車種判別装置

Info

Publication number: JPH11191196A
Application number: JP12573498A
Authority: JP
Inventors: Masaharu Nishino; 雅晴西野; Tatsuo Ogaki; 龍男大垣; Masaaki Hayashi; 雅明林
Original assignee: Omron Corp; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1997-10-20
Filing date: 1998-05-08
Publication date: 1999-07-13

Abstract

(57)【要約】【課題】通過する車両の車両諸元および３次元車両形
状を計測し、この計測結果に基づいて車種を判定する高
精度な車両計測装置および車種判別装置を提供すること
を目的とする。【解決手段】車両ＣＲの進行方向に対して垂直な車両
断面を計測する第１の計測手段（１，３１）と、第１の
計測手段の設置位置から車両の進行方向の移動距離を計
測する第２の計測手段（２，３２）とを備え、第１およ
び第２の計測手段からの計測データに基づいて車長また
は３次元車両形状を計測し、この計測データに基づいて
車種を判定する車種判定手段（３６）を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば高速道路の
料金所において用いられる車両計測装置および車種判別
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の車種判別装置としては、道路を隔
てて設置された発光体からの入射光の強度に応じた電流
を発生する光電管を用いた車両分離器と、この車両分離
器の下流（車両進行方向の前方側）に設置され通行車両
をある一定の長さの車両とそれ以外の車両とに分類する
車長検知器と、車両の軸数（車軸の数）を検出する軸数
検知器と、車両のナンバープレートの大きさおよび車種
番号を認識するナンバープレート認識装置とからなるも
のがあった。

【０００３】また、４軸の大型車両は、高速道路の料金
区分上、単一の車体は大型車に、連結した車両は特大車
に区分される。そこで、従来の車種判別装置では、踏板
を道路に埋設し、４軸の大型車両の２軸目の輪数が２輪
の場合は大型車と判別し、４輪の場合は特大車と判別し
ていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
車種判別装置では、汚れや歪みなどによってナンバープ
レートが認識できない場合は、判別可能な車種の数が極
めて少なくなるという不都合があった。

【０００５】また、車両分離器は車両による遮蔽によっ
て車両検出を行う原理であるため、オートバイなどの２
輪車が並走した場合は、正確な車両分離ができないとい
う不都合があった。

【０００６】また、２台の車両分離器を車両の進行方向
に一定の間隔で設置し、この２台の車両分離器の車両検
知タイミングから車両の前後進の判定を行っている場合
は、特殊なタイミングで車両検知が発生したときに車両
が後進したと誤判定する不都合があった。

【０００７】また、車両分離器や車長検知器は料金所ア
イランド（料金所に設置された島状の車両分離帯）に設
置されるため、料金所アイランドの構造上の制約によっ
ては設置できないという不都合があった。

【０００８】また、４軸の大型車両を大型車と特大車と
に区分する場合は、道路に踏板を埋設する必要があるた
め、設置工事が大掛かりとなり、しかも設置性が悪いと
いう不都合があった。また、都市部の高速道路のよう
に、高架部に料金所が設置されている場合は、道路下部
が鋼床板になっているため、踏板を埋設できないという
不都合があった。

【０００９】本発明は、このような従来の課題を解決す
るためになされたもので、通過車両の車両諸元および３
次元車両形状を、非接触で精度よく計測する車両計測装
置およびこの計測結果に基づいて車種を判定する車種判
別装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明による請求項１記
載の車両計測装置は、車両の進行方向に対して垂直な車
両断面を計測する第１の計測手段と、第１の計測手段の
設置位置から車両の進行方向の移動距離を計測する第２
の計測手段とを備え、第１および第２の計測手段からの
計測データに基づいて車長を計測するものである。

【００１１】また、本発明による請求項２記載の車両計
測装置は、車両の進行方向に対して垂直な車両断面を計
測する第１の計測手段と、第１の計測手段の設置位置か
ら車両の進行方向の移動距離を計測する第２の計測手段
とを備え、第１および第２の計測手段からの計測データ
に基づき車両の３次元形状を計測するものである。

【００１２】また、本発明による請求項３記載の車両計
測装置は、請求項２記載の発明において、第１の計測手
段で計測した車両断面形状を、予め記憶した３次元車両
形状と比較して車両形状を判定するものである。

【００１３】また、本発明による請求項４記載の車両計
測装置は、請求項１または２記載の発明において、第１
の計測手段は車両の走行路の幅方向にスキャニングする
１または複数のレーザーセンサを有し、第２の計測手段
は車両の走行路の進行方向にスキャニングする１ないし
複数のレーザーセンサを有するものである。

【００１４】また、本発明による請求項５記載の車両計
測装置は、請求項１または２記載の発明において、第１
の計測手段で得られた車両の断面形状から並進走行する
車両を検出するものである。

【００１５】また、本発明による請求項６記載の車両計
測装置は、請求項１または２記載の車両の進行方向を検
出するものである。

【００１６】また、本発明による請求項７記載の車両計
測装置は、請求項１〜６いずれか記載の発明において、
第２の計測手段の下流に車両分離手段を設け、第１の計
測手段および車両分離手段によって挟まれる領域におけ
る車両の存在有無を、第２の計測手段で検出することに
より、車両の検知割れが発生した場合に、それを検出す
るものである。

【００１７】本発明による請求項８記載の車種判別装置
は、本発明による車両計測装置に、計測データに基づい
て走行車両の車種を判定する車種判定手段を設けたもの
である。

【００１８】また、本発明による請求項９記載の車種判
別装置は、本発明による車両計測装置に、車両分離手
段、軸数検出手段およびナンバープレート認識手段のい
ずれかないし複数の手段を設け、その計測データに基づ
いて走行車両の車種を判定する車種判定手段を設けたも
のである。

【００１９】本発明による請求項１０記載の車両計測装
置は、車両の進行方向に対して垂直な車両断面を計測す
る第１の計測手段と、第１の計測手段の設置位置から車
両進行方向への車両速度を計測する第２の計測手段とを
備え、第２の計測手段は所定の時間間隔で計測する度に
速度を算出し、それぞれの計測手段からの計測データに
基づいて車長を算出するものである。

【００２０】また、本発明による請求項１１記載の車両
計測装置は、車両の断面形状を計測する第１の計測手段
と、車両の位置を計測する第２の計測手段と、断面形状
データおよび車両位置データを記憶する記憶手段と、車
両の有無を検出する車両検出手段と、断面形状計測およ
び車両位置計測を行い車両検出手段によって車両の通過
を検出したことに応じて計測した断面形状データおよび
車両位置データを出力する車両データ出力手段とを備え
るものである。

【００２１】また、本発明による請求項１２記載の車両
計測装置は、車両の断面形状を計測する第１の計測手段
と、車両の位置を計測する第２の計測手段と、断面形状
データおよび車両位置データを記憶する記憶手段と、車
両の有無を検出する車両検出手段と、断面形状計測およ
び車両位置計測を行い車両検出手段によって車両の通過
を検出したことに応じて所定の車両位置間隔毎に計測し
た断面形状データおよび車両位置データを出力する車両
データ出力手段とを備える。

【００２２】また、本発明による請求項１３記載の車両
計測装置は、車両の断面形状を計測する第１の計測手段
と、車両の位置を計測する第２の計測手段と、断面形状
データおよび車両位置データを記憶する記憶手段と、車
両の有無を検出する車両検出手段と、断面形状計測およ
び車両位置計測を行い車両検出手段によって車両の通過
を検出したことに応じて計測した断面形状データおよび
車両位置データから車長、車高、車幅を算出し出力する
車両データ出力手段とを備える。

【００２３】また、本発明による請求項１４記載の車両
計測装置は、車両の断面形状を計測する第１の計測手段
と、車両の位置を計測する第２の計測手段と、断面形状
データのうち車高、車幅を記憶する記憶手段と、車両の
有無を検出する車両検出手段と、断面形状計測および車
両位置計測を行い車両検出手段によって車両の通過を検
出したことに応じて計測した断面形状データおよび車両
位置データを出力する車両データ出力手段とを備えるも
のである。

【００２４】また、本発明による請求項１５記載の車両
計測装置は、車両の断面形状を計測する第１の計測手段
と、車両の位置を計測する第２の計測手段と、計測した
車両の位置から車両の移動距離を算出する算出手段と、
算出した移動距離が所定距離以上の場合に断面形状を記
憶する記憶手段と、車両の有無を検出する車両検出手段
と、断面形状計測および車両位置計測を行い車両検出手
段によって車両の通過を検出したことに応じて計測した
断面形状データおよび車両位置データを出力する車両デ
ータ出力手段とを備えるものである。

【００２５】また、本発明による請求項１６記載の車両
計測装置は、車両の断面形状を計測する第１の計測手段
と、車両の位置を計測する第２の計測手段と、計測した
車両の位置から車両の移動距離を算出する算出手段と、
算出した移動距離が所定距離以上の場合に断面形状を記
憶する記憶手段と、車両の有無を検出する車両検出手段
と、断面形状計測および車両位置計測を行い車両検出手
段によって車両の通過を検出したことに応じて所定の車
両位置間隔毎に計測した断面形状データおよび車両位置
データを出力する車両データ出力手段とを備えるもので
ある。

【００２６】また、本発明による請求項１７記載の車両
計測装置は、車両の断面形状を計測する第１の計測手段
と、車両の位置を計測する第２の計測手段と、計測した
車両の位置から車両の移動距離を算出する算出手段と、
算出した移動距離が所定距離以上の場合に断面形状を記
憶する記憶手段と、車両の有無を検出する車両検出手段
と、断面形状計測および車両位置計測を行い車両検出手
段によって車両の通過を検出したことに応じて計測した
断面形状データおよび車両位置データから車長、車高、
車幅を算出し出力する車両データ出力手段とを備える。

【００２７】また、本発明による請求項１８記載の車両
計測装置は、車両の断面形状を計測する第１の計測手段
と、車両の位置を計測する第２の計測手段と、計測した
車両の位置から車両の移動距離を算出する算出手段と、
算出した移動距離が所定距離以上の場合に断面形状のう
ち車高、車幅を記憶する記憶手段と、車両の有無を検出
する車両検出手段と、断面形状計測および車両位置計測
を行い車両検出手段によって車両の通過を検出したこと
に応じて計測した断面形状データおよび車両位置データ
を出力する車両データ出力手段とを備えるものである。

【００２８】また、本発明による請求項１９記載の車両
計測装置は、車両の進行方向に対して垂直な方向にレー
ザーをスキャニングすることによって車両の断面形状お
よび位置を計測する第１の計測手段と、車両の進行方向
にレーザーをスキャニングすることによって車両の進行
方向の位置を計測する第２の計測手段とによって車長を
計測する車両計測装置であって、進行方向に対して垂直
方向における計測された車両位置に対応して第２の計測
手段の車両の進行方向に垂直な方向のレーザーの照射角
度を変更する照射角度変更手段とを備えるものである。

【００２９】また、本発明による請求項２０記載の車両
計測装置は、車両の進行方向に対して垂直な方向にレー
ザーをスキャニングすることによって車両の断面形状お
よび位置を計測する第１の計測手段と、車両の進行方向
にレーザーをスキャニングすることによって車両の進行
方向の位置を計測する第２の計測手段とによって車両の
３次元車両形状を計測する車両計測装置であって、進行
方向に対して垂直方向における計測された車両位置に対
応して第２の計測手段の車両の進行方向に垂直な方向の
レーザーの照射角度を変更する照射角度変更手段を備え
る。

【００３０】また、本発明による請求項２１記載の車種
判別装置は、本発明による車両計測装置に、車両の車軸
の有無を非接触で検出する車軸検出手段と、この車軸検
出手段からの検出信号と第２の計測手段から得られる車
両位置を表すデータとに基づいて車軸間の距離を計測す
る軸間距離計測手段と、計測した車軸間の距離に基づい
て走行車両の車種を判定する車種判定手段とを設けたも
のである。

【００３１】また、本発明による請求項２２記載の車種
判別装置は、請求項２１記載の発明において、車種判定
手段は軸間距離計測手段で計測した走行車両の１軸およ
び２軸間の距離から４軸大型車両の車種を判定するもの
である。

【００３２】本発明の車両計測装置によれば、進行方向
に垂直な車両断面を計測する第１の計測手段と、車両の
移動距離または位置を計測する第２の計測手段とを組み
合わせることによって、車長または３次元車両形状を計
測する構成とし、これによって計測領域における車両の
速度変化や前後進の影響を受けずに正確な車長または３
次元車両形状の計測が行える。

【００３３】また、本発明の車種判別装置によれば、計
測した３次元車両形状から車幅、車高、車長および軸数
等を計測する手段と、車両の形状を認識する手段と、こ
れらから車種を判定する手段とを設ける構成としたた
め、高精度な車種判定が可能となり、さらに車両分離手
段、軸数検出手段、ナンバープレート認識手段等を加え
る構成とすることにより、さらに高精度な車種判定が可
能となる。

【００３４】また、本発明の車種判別装置によれば、車
軸の有無を非接触で検出する車軸検出手段を設け、この
車軸検出手段によって車軸を検出する毎に、そときの車
両の走行位置を表す車両位置データを記憶し、この記憶
した車両位置データに基づいて車軸間の距離を計測する
構成としたため、走行車両が４軸大型車両であった場合
は、１−２軸の軸距から軸距の短い大型車と長い特大車
とに車種を区分することができる。

【００３５】

【発明の実施の形態】（実施の形態１）図１は、本発明
による車両計測装置を含む車種判別装置の実施の形態１
を示す配置構成図である。

【００３６】この車種判別装置は、道路ＲＤを横切るよ
うに上方に並置された３つのレーザーセンサＬ１，Ｌ
２，Ｌ３からなる車両断面計測センサ１と、この車両断
面計測センサ１の下流側に進行方向に沿って上方に並置
された２つのレーザーセンサＬ４，Ｌ５からなる車両位
置計測センサ２と、車両断面計測センサ１の近くの路側
帯に配置され車両ＣＲのタイヤＴＹを横方向から検出す
る車軸検出器７と、レーザーセンサＬ１〜Ｌ５および車
軸検出器７から得られる計測データに基づいて車両ＣＲ
の車幅、車高、車長、軸数、軸距（車軸間の距離）等の
車両諸元および車種を求める本体機器３とを備える。求
めた車両諸元データおよび車種データは係員が待機する
料金所ブースＢＳ内の操作卓等の上位装置に送られる。

【００３７】なお、道路ＲＤを横切るように３つのレー
ザーセンサＬ１〜Ｌ３を配置したのは、検出領域を大き
く取るためであるので、原理的には１つでもよい。ま
た、進行方向に沿って配置された２つのレーザーセンサ
Ｌ１〜Ｌ２も同様の理由により１つでもよい。

【００３８】レーザーセンサＬ１〜Ｌ３は道路ＲＤを跨
ぐように設置された門柱ＧＡに取り付けられており、レ
ーザーセンサＬ４，Ｌ５は門柱ＧＡと門柱ＧＡの下流に
設置された門柱ＧＢとを結ぶ棒状部材ＧＣに取り付けら
れている。

【００３９】レーザーセンサＬ１は車両ＣＲの左側面な
いし上面に及ぶ範囲を光ビームでスキャニングし、レー
ザーセンサＬ２は車両ＣＲの上面を光ビームでスキャニ
ングし、さらにレーザーセンサＬ３は車両ＣＲの右側面
ないし上面に及ぶ範囲を光ビームでスキャニングするよ
うに取り付けられている。図２にその様子を示す。

【００４０】また、レーザーセンサＬ４はレーザーセン
サＬ１〜Ｌ３のスキャニング位置から車両の進行方向に
光ビームでスキャニングし、レーザーセンサＬ５はそれ
より下流の位置から車両の進行方向に光ビームでスキャ
ニングするように、それぞれ取り付けられている。

【００４１】図３は、レーザーセンサＬ１〜Ｌ５の概略
的構成図で、レーザー光を照射する投光部１１、後述す
る光走査部１２、光走査部１２からの反射光を受光する
受光部１３、投光部１１の駆動および受光部１３からの
受光信号を処理する制御回路１４とを備える。

【００４２】光走査部１２は投光部１１からのレーザー
光を反射し、その反射光を対象物に対して照射し、その
照射した光の対象物からの反射光を反射させ、ハーフミ
ラーを介して受光部１３に受光させるもので、回転駆動
されるポリゴンミラー（多面回転鏡）が用いられてい
る。

【００４３】図４は、車軸検出器７の概略構成図であ
る。車軸検出器７は発光素子７１ａおよびコリメートレ
ンズ７１ｂからなる投光部７１と、エンコーダを有する
モータにより回転駆動されるポリゴンミラーからなる光
走査部７２と、反射光を集光するコンデンサレンズ７３
ａおよび集光した反射光を受光して電気信号に変換する
受光素子７３ｂからなる受光部７３とからなる。

【００４４】この車軸検出器７は三角測距の原理に基づ
いて路面または車両までの距離を測定し、その出力特性
は車両ＣＲのタイヤＴＹに投光したときだけ距離が短く
なるので、これによってタイヤＴＹ、すなわち車軸を検
出することができる。

【００４５】図５は、本実施の形態による車種判別装置
の構成を示すブロック図である。同図において、レーザ
ーセンサＬ１〜Ｌ３からなる車両断面計測センサ１は本
体機器３の断面計測部３１に接続されており、レーザー
センサＬ４，Ｌ５からなる車両位置計測センサ２は車両
位置計測部３２に接続されている。

【００４６】車両断面計測センサ１および断面計測部３
１によって第１の計測手段が構成され、車両位置計測セ
ンサ２および車両位置計測部３２によって第２の計測手
段が構成されている。

【００４７】断面計測部３１はレーザーセンサＬ１〜Ｌ
３から出力される測距データに基づいて車両ＣＲの進行
方向に対して垂直な車両断面を表す２次元断面形状デー
タを形成し、車両形状計測部３３および車両検知制御部
３４に出力する。

【００４８】測距データはレーザーセンサの投光部から
出射した光ビームが対象物に反射して受光部に戻るまで
の伝搬時間から求まる距離データである。光ビームの伝
搬時間は車両ＣＲが存在しない場合は道路ＲＤで反射さ
れるため長くなり、車両ＣＲが存在する場合は車両ＣＲ
で反射されるため短くなる。測距データはこの伝搬時間
から作成する。

【００４９】車両位置計測部３２はレーザーセンサＬ４
〜Ｌ５から出力される測距データに基づいて車両ＣＲの
特徴点の位置、例えば車頭位置を表す車両位置データを
形成し、車両形状計測部３３および車両検知制御部３４
に出力する。

【００５０】車両形状計測部３３は断面計測部３１から
の２次元断面形状データおよび車両位置計測部３２から
の車両位置データを対応付け、車両の進行方向に対して
垂直な車両断面形状に車両の進行方向の移動距離または
移動時間を加えた車両の３次元形状を表す３次元車両形
状データを形成する。

【００５１】また、車両検知制御部３４は断面計測部３
１からの２次元断面形状データ、車両位置計測部３２か
らの車両位置データに基づいて、車両ＣＲの門柱ＧＡへ
の進入および通過あるいは所定位置への到達（車両の有
無）を検知し、車両形状計測部３３に通知する。また、
車軸検出器７からのタイヤ有無信号を受け、タイヤ（車
軸）検出時に車両位置計測部３２から入力された車両位
置データを車両諸元計測部３５に出力する。

【００５２】車両諸元計測部３５は車両形状計測部３３
からの３次元車両形状データおよび車両検知制御部３４
からのタイヤ検出時の車両位置データに基づいて車両Ｃ
Ｒの車幅、車高、車長、軸数、軸距等、車両の様々な要
素である車両諸元の計測と車両形状の認識を行う。

【００５３】車種判定部３６は車両諸元計測部３５で計
測した車両諸元および車両形状に基づいて車両ＣＲの車
種を判定し、料金所ブースＢＳ内の操作卓等の上位装置
４に車両諸元の各データおよび車種データを出力する。

【００５４】次に、このように構成された車種判別装置
による車両諸元の計測手順を、図６に示すフローチャー
ト図を参照しながら説明する。

【００５５】まず、車両ＣＲが車両断面計測センサ１の
計測領域内に進入すると、レーザーセンサＬ１〜Ｌ３の
測距データが変化し、断面計測部３１から出力されるデ
ータが道路ＲＤ上に何等かのものが進入したことを表す
データになる。車両検知制御部３４はこの変化から車両
の進入を検知する（ステップＳ１）。なお、車両の進入
検知は他のセンサ（例えば車軸検出器７）で行ってもよ
い。

【００５６】また、断面計測部３１はレーザーセンサＬ
１〜Ｌ３から得られる測距データに基づいて車両ＣＲの
２次元断面形状データを形成する（ステップＳ２）。ま
た、車両位置計測部３２はレーザーセンサＬ４〜Ｌ５か
ら得られる測距データに基づいて車両位置を検出する
（ステップＳ３）。

【００５７】こうして得た２次元断面形状データおよび
車両位置データを、車両形状計測部３３に記憶する（ス
テップＳ４）。この場合、記憶するデータ量を低減する
ために２次元断面形状データに代えて２次元断面形状デ
ータから車幅および車高を求め、そのデータを記憶する
ようにしてもよい。

【００５８】この一連の処理（ステップＳ２〜Ｓ４）
を、車両ＣＲが車両断面計測センサ１を通過したこと、
または車両ＣＲが一定距離進んだことを車両検知制御部
３４が検知するまで繰り返す（ステップＳ５）。車両Ｃ
Ｒが車両断面計測センサ１を通過したことは断面計測部
３１から得られる断面形状データが道路ＲＤを表すこと
により検出することができ、車両ＣＲが一定距離進んだ
ことは車両位置計測部３２から得られる車両位置データ
によって検出することができる。

【００５９】次いで、こうして求めた２次元断面形状デ
ータおよび車両位置データに基づいて車両形状計測部３
３で３次元車両形状データを生成し（ステップＳ６）、
この３次元車両形状データから車両ＣＲの車幅および車
長等の車両諸元を車両諸元計測部３５で算出する（ステ
ップＳ７）。

【００６０】図７（ａ）は、ある車両ＣＲが通過したと
きに得られた２次元断面形状を時間順序に示した図であ
る。同図において、ｘ軸は車幅方向、ｙ軸は車高方向、
ｚ軸は時間（車両位置方向）を示している。ｚ軸上の数
値は車両断面計測センサ１の走査位置からの距離（車両
位置）を示している。

【００６１】同図から明らかなように、車両ＣＲは位置
０から位置６．０まで前進して停止し、そこから位置
３．８まで後進して停止し、そこから再び前進して位置
７．０で車両断面計測センサ１を通過した様子を示して
いる。

【００６２】この状態では車両ＣＲの形状が判明しない
ので、車両形状計測部３３では、車両形状の正規化処理
を行う。すなわち、車両断面計測センサ１からの距離毎
に２次元断面形状データをサンプリングし、同図（ｂ）
に示すような車両ＣＲの正確な３次元車両形状を求め
る。なお、この形状はトラックまたはトレーラーの牽引
車（トレーラーヘッド）である。

【００６３】この結果、車両ＣＲの前進、後進、加速、
減速等に影響されない車両形状を求めることができる。
とくに料金所付近では、進入してくる車両が停止のため
に減速するので、計測精度が車両の速度変化に依存しな
い方法が要求されている。車両諸元計測部３５における
車両ＣＲの車幅、車高、車長、軸数等の計測はこうして
求めた３次元車両形状に基づいて行う。

【００６４】次に、車両諸元計測部３５における車両Ｃ
Ｒの車幅および車高の計測方法について説明する。図８
〜図９において、各レーザーセンサＬ１〜Ｌ３からは、
それぞれ道路ＲＤに向けて光ビームが投光走査される。
道路ＲＤ上に車両ＣＲが来ると、車両ＣＲに光ビームが
照射されるが、車両の端部■，■を特定できれば車両Ｃ
Ｒの車幅および車高を測定できる。

【００６５】車両ＣＲからの反射光は各センサＬ１〜Ｌ
３にそれぞれ実線で示すように入射する。ここで、セン
サＬ１の反射光の入射角度はα２、センサＬ２の反射光
の入射角度はβ２、センサＬ３の反射光の入射角度はγ
２である。

【００６６】また、角度α１，β１，γ１はそれぞれレ
ーザー光の走査開始位置から反射光が存在する領域まで
の角度であり、角度α３はセンサＬ１から道路ＲＤへの
垂線と車両ＣＲの端部■に接する線とがなす角度で、角
度β３はセンサＬ２から道路ＲＤへの垂線と車両ＣＲの
端部■に接する線とがなす角度である。

【００６７】また、距離ＷＡは各センサＬ１〜Ｌ３から
道路ＲＤまでの距離であり、距離ＷＢはセンサＬ１から
車両ＣＲの上面までの距離である。さらに、センサＬ１
から車両ＣＲの端部■側の側面までの距離がＷａ、セン
サＬ３から車両ＣＲの端部■側の側面までの距離がＷｃ
である。

【００６８】各センサＬ１〜Ｌ３の各間隔Ｗと距離ＷＡ
は、センサＬ１〜Ｌ３を設置した状態で求まる既知の値
である。車両ＣＲの端部■の交点に対応する角度α３，
β３は前述したようにセンサＬ１，Ｌ２の設置状態にお
いて、それぞれ端部■に接する線と垂線とがなす角度で
あるから予め測定できる。従って、センサＬ１を原点と
して距離ＷＢ，Ｗａ，Ｗｃは、次のようにして求められ
る。

【００６９】Ｗａ＝ＷＢ・ｔａｎα３・・・（１）Ｗａ−Ｗ＝ＷＢ・ｔａｎβ３・・・（２）であるから、ＷＢ＝Ｗ／｛ｔａｎα３−ｔａｎβ３｝・・・（３）となり、この式からセンサＬ１から車両ＣＲの上面まで
の距離ＷＢが求まる。よって車高は、車高＝ＷＡ−ＷＢとなる。

【００７０】一方、求めたＷＢと式（１）からＷａが求
まる。また、車両ＣＲの端部■に関してセンサＬ２，Ｌ
３を対象とし、センサＬ３を原点として同様に計算処理
を行うことにより、Ｗｃが求まる。よって、車幅は、車幅＝Ｗａ−Ｗ＋Ｗｃ−Ｗ＝Ｗａ＋Ｗｃ−２Ｗにより算出できる。

【００７１】次に、車長の計測方法は、車両ＣＲが車両
断面計測センサ１を通過した直後の門柱ＧＡと車両ＣＲ
の車頭位置との距離から求める。この場合、車両位置計
測センサ２による車両ＣＲの車頭位置の検出は、原理的
には車幅および車高を計測する車両断面計測センサ１の
計測方法と同一である。

【００７２】ただし、レーザーセンサＬ４，Ｌ５の光ビ
ームの走査方向が車両ＣＲの進行方向と同一であるの
で、車長の短い乗用車などはレーザーセンサＬ４のみで
車長を検出できるが、車長の長い大型バスやトラックな
どはレーザーセンサＬ４，Ｌ５によって検出する。さら
に長いトレーラなどは計測範囲を超えた長さである。

【００７３】次に、軸数（車軸の数）の検出方法につい
て説明する。図１０は、レーザーセンサＬ１〜Ｌ３の光
ビームが照射される検出エリアにおける車両ＣＲに対応
する反射光の伝搬時間を示す特性図である。各レーザー
センサＬ１〜Ｌ３から得られる反射光の伝搬時間データ
Ｄ１〜Ｄ３によって車両ＣＲの進行方向に直交する方向
の断面に対応するグラフが得られる。

【００７４】反射光の伝搬時間は車両ＣＲが存在せずに
道路ＲＤで反射される場合は長くなり、車両ＣＲで反射
される場合は短くなる。車軸はデータＤ１，Ｄ３の形態
をもとに次のようにして検出される。

【００７５】図１１〜図１２は、車軸を検出するための
タイヤＴＹ部分への光ビームの走査状態を示す。車両Ｃ
Ｒの底部から下方においては、タイヤＴＹ部分のみから
反射光が得られる。図１０は、車両ＣＲのタイヤＴＹの
位置に光ビームが走査された場合の特性を示す。

【００７６】図１３は、車両ＣＲのタイヤＴＹが存在し
ない位置に光ビームが走査された場合の特性図である。
タイヤＴＹが存在しない位置では、反射光が車体の下縁
Ｇで途切れ、次には道路ＲＤの反射光が得られるので、
反射光の伝搬時間が下縁Ｇを境として急激に減少するこ
とになる。従って、通過車両ＣＲにおいて、図１３に示
すようなデータＤ１，Ｄ３が得られる回数を検出し、そ
の回数を軸数として計測する。

【００７７】次に、軸距（車軸間の距離）の計測方法に
ついて説明する。図１４は、車両ＣＲが車軸検出器７の
前を通過したときに得られるタイヤ有無信号の発生タイ
ミングを示すタイムチャートである。

【００７８】パルス状のタイヤ有無信号が発生すると、
車両検知制御部３４は、そのときに車両位置計測部３２
から入力される車両位置データを車両諸元計測部３５に
出力する。この例では、２軸の車両ＣＲの前輪を検出し
た時点の車両位置データＺ１と後輪を検出した時点の車
両位置データＺ２とを出力する。

【００７９】車両諸元計測部３５は車軸距離計測手段と
して機能し、車両位置データＺ１，Ｚ２を記憶して、そ
の差「Ｚ２−Ｚ１」から車軸間の距離である軸距を求め
る。この軸距は高速道路の料金区分上、４軸の大型車両
を大型車と特大車とに区分する場合に、１−２軸間の軸
距から区分するために用いる。

【００８０】図１５は、車種判別装置による車両諸元の
計測手順の他の例を示すフローチャート図である。ま
ず、最初のステップＳ１１〜Ｓ１３は前述したステップ
Ｓ１〜Ｓ３と同一であるので詳細説明は省略する。

【００８１】次いで、車両位置データに基づいて車両Ｃ
Ｒの移動距離を算出し（ステップＳ１４）、所定の単位
距離移動すると（ステップＳ１５）、その時点の２次元
断面形状データを記憶する（ステップＳ１６）。この場
合、記憶するデータ量を低減するために、２次元断面形
状データに代えて車幅および車高を求め、そのデータを
記憶するようにしてもよい。

【００８２】この一連の処理（ステップＳ１２〜Ｓ１
６）を、車両ＣＲが車両断面計測センサ１を通過したこ
と、または一定距離進んだことを車両検知制御部３４が
検知するまで繰り返す（ステップＳ１７）。

【００８３】次いで、こうして求めた２次元断面形状デ
ータに基づいて車両ＣＲの車幅および車長等の車両諸元
を計測し、３次元車両形状データを形成する（ステップ
Ｓ１８）。この手順では、単位移動距離毎に２次元断面
形状データを記憶するので、図７に示す正規化処理は不
要となる。

【００８４】図１６〜図１７は、車両諸元計測部３５で
得た車両ＣＲの車幅、車高、車長、軸数、軸距等の車両
諸元と、３次元車両形状データから認識した車両形状と
に基づいて車種判定部３６で車種を判定する際の処理手
順を示すフローチャート図である。

【００８５】まず、車幅が所定値Ｗ１未満であり（ステ
ップＴ１）、かつ車長が所定値Ｌ１以下で車高が所定値
Ｈ１以下（ステップＴ２，Ｔ３）であれば、軽自動車と
判定する（ステップＴ４）。車長が所定値Ｌ１を超えて
いる場合、あるいは車高が所定値Ｈ１を超えている場合
は（ステップＴ２，Ｔ３）、普通車と判定する（ステッ
プＴ５）。

【００８６】車幅が所定値Ｗ１以上であり（ステップＴ
１）、かつ所定値Ｗ２未満であれば（ステップＴ６）、
車形がトラックかトラック以外か判断し（ステップＴ
７）、トラック以外であれば、車長が所定値Ｌ３未満
で、車高が所定値Ｈ３未満であれば（ステップＴ８，Ｔ
９）、普通車と判定し（ステップＴ５）、車高が所定値
Ｈ３以上であれば（ステップＴ９）、普通車か中型車か
不明と判定し（ステップＴ１０）、さらに車長が所定値
Ｌ３以上であれば（ステップＴ８）、中型車と判定する
（ステップＴ１１）。

【００８７】車形がトラックであれば（ステップＴ
７）、車幅が所定値Ｗ３以上、車高が所定値Ｈ２以上、
車長が所定値Ｌ２以上であれば（ステップＴ１２）、中
型と判定し（ステップＴ１３）、そうでなければステッ
プＴ８に移行する。

【００８８】車幅が所定値Ｗ２以上であれば（ステップ
Ｔ６）、車形がトレーラヘッドかトレーラヘッド以外か
判断し（ステップＴ１４）、トレーラヘッド以外であれ
ば、さらに車形がトラックかバスか特殊か判断する（ス
テップＴ１５）。

【００８９】その結果、車形がトラックであれば、軸数
を判断し（ステップＴ１６）、２軸であれば中型か大型
か不明と判定し（ステップＴ１７）、３軸であれば大型
と判定する（ステップＴ１８）。４軸であれば１−２軸
間の軸距が所定値Ｔ１未満であれば（ステップＴ１
９）、単一車体の大型と判定し（ステップＴ２０）、所
定値Ｔ１以上であれば連結車体の特大と判定する（ステ
ップＴ２１）。

【００９０】車形がバスであれば（ステップＴ１５）、
車長が所定値Ｌ４未満ならば（ステップＴ２２）、中型
と判定し（ステップＴ２３）、所定値Ｌ４以上であれば
大型か特大か不明と判定する（ステップＴ２４）。車形
が特殊であれば（ステップＴ１５）、特大と判定する
（ステップＴ２５）。

【００９１】車形がトレーラヘッドであれば（ステップ
Ｔ１４）、軸数を判断し（ステップＴ２６）、２軸であ
れば中型と判定し（ステップＴ２７）、３軸であれば大
型と判定する（ステップＴ２８）。

【００９２】図１８は、トラック、トレーラーヘッド、
バス、４軸の大型車および特大車の特徴を示す図であ
る。図（ａ）はコンテナを搭載したトラックで、車両中
央に隙間が存在する。図（ｂ）は平ボディーのトラック
で、これも車両中央に隙間が存在する。図（ｃ）はトレ
ーラーヘッドで、後部が前部より低く、かつ車両中央に
隙間が存在しない。図（ｄ）はバスで、箱型の形状であ
る。図（ｅ）は４軸の大型車で、単一車体から構成され
ている。図（ｆ）は４軸の特大車で、連結車体から構成
されている。

【００９３】図１９は、２台のオートバイＢＫ１，ＢＫ
２が並走してきた場合に、レーザーセンサＬ１〜Ｌ３に
よる２次元断面形状データから２台のオートバイＢＫ
１，ＢＫ２の並走であることが検出できることを示して
いる。

【００９４】次に、車両諸元計測部３５における車両Ｃ
Ｒの車幅および車高の他の計測方法について説明する。
図２０〜図２１は、車両ＣＲの進行方向に対して垂直な
車両断面形状を表す２次元断面形状の計測方法を説明す
る図で、図２０は１つのレーザーセンサＬｎを用いて計
測する場合、図２１は３つのレーザーセンサＬ１〜Ｌ３
を用いて計測する場合である。

【００９５】図２０において、車幅方向（図で横方向）
をｘ軸、車高方向（図で縦方向）をｙ軸とし、レーザー
センサＬｎから道路ＲＤに下ろした垂線と道路ＲＤとの
交点を原点（０，０）として座標系を定義する。

【００９６】車両ＣＲ上の点Ｐにレーザー光が照射され
ると、レーザーセンサＬｎと点Ｐとの距離Ｌが計測され
る。レーザーセンサＬｎの設置高さをＨとすると、点Ｐ
の座標Ｐ（ｘ，ｙ）は、Ｐ（ｘ，ｙ）＝（Ｌ・ｓｉｎθ，（Ｈ−Ｌ）・ｃｏｓ
θ）となる。

【００９７】レーザー光を車幅方向に走査することによ
って、車両ＣＲの断面形状がｘ，ｙ座標上の点として得
られる。従って、ｘ座標の最大値および最小値間の距離
が車幅となり、ｙ座標の最大値が車高となる。

【００９８】次に、図２１において、各レーザーセンサ
Ｌ１〜Ｌ３における計測方法は１つのレーザーセンサＬ
ｎにおける場合と同じであるが、各レーザーセンサの座
標系（ローカル座標系）を合成した座標系（グローバル
座標系）を定義する。

【００９９】各レーザーセンサＬ１〜Ｌ３の原点のグロ
ーバル座標系におけるｘ座標（Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３）を測
定することにより、車両ＣＲ上の点Ｐのローカル座標か
らグローバル座標への変換は、Ｐ（ｘ，ｙ）＝（Ｌ・ｓｉｎθ＋Ｗ２，（Ｈ−Ｌ）・ｃ
ｏｓθ）のようにして可能になる。

【０１００】こうして求めた車両ＣＲの２次元断面形状
データから、２次元断面形状毎の幅Ｗcr（Ｗcr1 −Ｗcr
2 間の距離）と高さＨcrとを計測する。これを各断面形
状データ毎に計測し、その中の最大値を車両ＣＲの車幅
および車高とする。

【０１０１】（実施の形態２）図２２は、本発明による
車両計測装置を含む車種判別装置の実施の形態２を示す
配置構成図であり、レーザーセンサＬ４，Ｌ５による車
両の進行方向と平行な方向への光ビームの走査を、道路
ＲＤの横方向の任意の位置で行えるように構成した点を
除いては、前述の実施の形態１と同一の構成を有してい
る。

【０１０２】図２３は、本実施の形態における車両位置
計測センサ２に用いられるレーザーセンサＬ４，Ｌ５の
構成図で、光源２１から出射した光ビームがポリゴンミ
ラーからなる光走査部２２で反射され、平面ミラー２３
上をその長手方向に走査するように構成されている。平
面ミラー２３はその長手方向が車両の進行方向と平行に
なるように設定されているので、平面ミラー２３で反射
した光ビームは道路ＲＤ上を車両の進行方向と平行に走
査する。

【０１０３】実施の形態１におけるレーザーセンサ（図
３）は、ポリゴンミラーの反射光を直接道路ＲＤ上に照
射するように構成しているが、本実施の形態によるレー
ザーセンサは、ポリゴンミラーの反射光を平面ミラー２
３で反射させて道路ＲＤ上に照射するように構成してい
る点で異なっている。

【０１０４】平面ミラー２３はスッテッピングモータ２
４によって角度θが調整できるように構成されているの
で、角度θを変えることによって道路ＲＤ上における光
ビームの走査位置を変更することができる。

【０１０５】前述の図２２では、道路ＲＤの中央をレー
ザーセンサＬ４，Ｌ５の光ビームで走査した場合の軌跡
ＢＭ１と、左側を走査した場合の軌跡ＢＭ２と、右側を
走査した場合の軌跡ＢＭ３とを示している。従って、車
両断面計測センサ１で道路ＲＤ上の車両ＣＲの横方向の
位置を検出し、その位置で光ビームを走査するように角
度θを変えることによって、車両ＣＲの進行方向の位置
を精度よく検出することができる。

【０１０６】図２４は、本実施の形態による車種判別装
置の構成を示すブロック図で、車両形状計測部３３で検
出した車両ＣＲの道路ＲＤ上の横方向の位置情報を、レ
ーザーセンサＬ４，Ｌ５の各ステッピングモータ２４に
供給するように構成した点を除いては、前述の実施の形
態１と同一である。

【０１０７】このように、本実施の形態によれば、車両
ＣＲが道路脇を通過した場合でも、レーザーセンサＬ
４，Ｌ５によって車両の進行方向の位置を正確に検出す
ることができる。図２５は車両ＣＲが道路ＲＤの左脇を
通過したことをレーザーセンサＬ１〜Ｌ３の走査で検出
し、その検出結果に基づいてレーザーセンサＬ４〜Ｌ５
の走査位置を車両ＣＲの車幅中心位置に設定した状態を
示す平面図である。

【０１０８】また、図２６は車両ＣＲが道路ＲＤの右脇
を通過したことをレーザーセンサＬ１〜Ｌ３の走査で検
出し、その検出結果に基づいてレーザーセンサＬ４〜Ｌ
５の走査位置を車両ＣＲの車幅中心位置に設定した状態
を示す平面図である。レーザーセンサＬ４〜Ｌ５の走査
位置は車両ＣＲの車幅中心位置に限らず車両ＣＲの所定
の位置であればよい。

【０１０９】（実施の形態３）図２７は、本発明による
車両計測装置を含む車種判別装置の実施の形態３を示す
配置構成図で、門柱ＧＢの下流に車両分離器５を設置し
た点を除いては、前述の実施の形態１（図１）と同一の
構成を有している。

【０１１０】図２８は、本実施の形態による車種判別装
置の構成を示すブロック図で、車両検知制御部３４に車
両分離器５の出力が接続されている点を除いては、前述
の実施の形態１（図５）と同一の構成を有している。

【０１１１】図２９（ａ）は、車両分離器５の概略構成
図で、センサヘッド５Ａと回帰反射板５Ｂとが道路ＲＤ
を隔てて対向して配置された様子を示している。センサ
ヘッド５Ａは光ビームを出射する投光部５１、この投光
部５１からの光ビームを回帰反射板５Ｂに向けて走査す
る光走査部５２、この光走査部５２で走査しつつ出射さ
れた光ビームの反射光を受光する受光部５３を備えてい
る。

【０１１２】投光部５１は半導体レーザーや発光ダイオ
ード等の発光素子５１ａと、この発光素子５１ａからの
光を平行な光ビームにするコリメートレンズ５１ｂとか
らなり、光走査部５２はポリゴンミラーで構成される。
受光部５３は回帰反射板５Ｂや車両ＣＲからの反射光を
集光するコンデンサレンズ５３ａと、このレンズ５３ａ
で集光された光を受光して電気信号に変換するフォトダ
イオード等の受光素子５３ｂとからなる。光走査部５２
はガルバノミラーで構成してもよい。

【０１１３】一方、回帰反射板５Ｂはプリズム等をセン
サヘッド５Ａの光ビームの走査方向に沿って縦列配置す
ることにより、センサヘッド５Ａからの光ビームが正反
射を起こすように構成されている。

【０１１４】この構成において、発光素子５１ａからの
光は、コリメートレンズ５１ｂによって平行な光ビーム
に変換され、ポリゴンミラー５２で反射されて回帰反射
板５Ｂに向けて出射される。ポリゴンミラー５２は一定
速度で回転しているので、同図（ｂ）に示すように、光
ビームは道路ＲＤを略直角に横切る状態で垂直方向に扇
状に走査される。

【０１１５】センサヘッド５Ａと回帰反射板５Ｂとの間
に車両ＣＲが存在しない場合は、センサヘッド５Ａから
出射された光ビームは回帰反射板５Ｂでそのまま反射さ
れ、反射光がセンサヘンド５Ａの受光部５３に入射され
る。この反射光はコンデンサレンズ５３ａによって集光
され、受光素子５３ｂで受光されて電気信号に変換され
る。

【０１１６】センサヘッド５Ａと回帰反射板５Ｂとの間
に車両ＣＲが存在する場合は、センサヘッド５Ａから出
射された光ビームは、途中で車両ＣＲによって遮光さ
れ、回帰反射板５Ｂに照射されなくなる。この場合、車
両ＣＲからの反射光は回帰反射板５Ｂで正反射される場
合に比べ光強度が弱く受光素子５３ｂでの受光量が小さ
くなる。従って、判定回路（図示せず）で受光量を予め
設定した閾値と比較することで、車両ＣＲの有無が判定
できる。

【０１１７】本実施の形態は、このような車両分離器５
を設けることによって、車両ＣＲが車両位置計測センサ
２の計測領域を通過をしたことを検出する。これによっ
て、次のような車両の誤検知を防止することができる。

【０１１８】すなわち、図３０（ａ）に示すように、車
両ＣＲが車両断面計測センサ１の計測領域に進入したこ
とを検知したが、同図（ｂ）に示すように、何等かの影
響、例えば運転台と荷台との間に隙間のあるトラックや
トレーラ等を複数の車両ＣＲ１，ＣＲ２と誤検知する検
知割れが生じると、１台目の車両ＣＲ１に対し車両諸元
計測を行い、さらに誤検知した２台目の車両ＣＲ２につ
いても車両諸元計測を行う。

【０１１９】１台目と判定した車両ＣＲ１が同図（ｄ）
に示すように車両分離器５に到達した時点で、本体機器
３は計測結果を上位装置４に通知する。次いで、車両Ｃ
Ｒが同図（ｅ）に示すように車両分離器５を通過した時
点で、誤検知した２台目の車両ＣＲ２が車両断面計測セ
ンサ１と車両分離器５との間に存在していることになる
が、車両位置計測センサ２によって車両ＣＲ２を検知す
ることができないことから、２台目の車両ＣＲ２は誤検
知したものと判定し、２台目の車両ＣＲ２の計測データ
を廃棄する。こうして実際には存在しない車両ＣＲ２を
計測する検知割れを防止することができる。

【０１２０】（実施の形態４）図３１は、本発明による
車両計測装置を含む車種判別装置の実施の形態４を示す
配置構成図で、門柱ＧＡの上流（車両の進行方向の後方
側）に進入側から車両分離器６および車軸検出器７をそ
れらの順に設置し、さらに門柱ＧＡと門柱ＧＢとの間に
カメラ８を設置した点を除いては、前述の実施の形態３
と同一の構成を有している。

【０１２１】図３２は、本実施の形態による車種判別装
置の構成を示すブロック図で、車両検知制御部３４に、
新たに車両分離器６の出力が追加接続され、さらにカメ
ラ８で撮像した映像に基づいて進入車両のナンバープレ
ート情報を得るナンバープレート認識部９の出力が接続
されている。その他の構成は前述の実施の形態３と同一
である。

【０１２２】本実施の形態では、車両分離器６と車両断
面計測センサ１の双方が車両を検知したときに車両ＣＲ
が進入したと判断する。また、各機器５〜７の車両検知
の順序と、車両位置計測センサ２から得られる車両位置
の軌跡を算出することにより車両の前後進を判別する。
車両ＣＲが車両断面計測センサ１を通過したことを検出
すると、それまでに得られた３次元車両形状データから
車両ＣＲの車幅、車高、車長等を計測し、車両形状の認
識を行う。

【０１２３】本実施の形態は、料金所アイランドＩＲが
長くとれない所に車長の長い車両が進入したとき、車両
が車両断面計測センサ１を通過するのを待てない場合を
考慮したものである。その場合には、下流の車両分離器
５に車両が到達した時点までに得られた３次元車両形状
をもとに、通過車両ＣＲの車幅、車高、車長、軸数、軸
距等の計測および車両形状の認識を行う。

【０１２４】カメラ８は車両ＣＲの前面を撮像し、ナン
バープレート認識部９はその撮像画像からナンバープレ
ート情報（サイズ、車種コード、一連番号など）を得
る。車種判定部３６は、車両諸元計側部３５からの３次
元車両形状計測結果、車軸検出器７からの軸数計測結
果、ナンバープレート認識部９からのナンバープレート
認識結果から総合的に通過車両の車種判定を行い、結果
を上位装置に通知する。

【０１２５】次に、車種判定部３６における車種判定手
順について、図３３に示すフローチャート図を参照しな
がら説明する。まず、進入した車両が牽引車両か判断す
る（ステップＴ３１）。牽引車両は牽引車と被牽引車と
の間が牽引棒等で連結されたもので、このような牽引車
両は料金の支払いでは通常は全体で１台分の車両として
扱われる。

【０１２６】牽引車両は検知割れが発生しやすいので、
車両分離器６によって牽引棒の検出を行う確実に行う必
要がある。例えば、光ビームが下方に向けて走査される
のに伴って光ビームの発光間隔を次第に短くして分解能
を高めるなどの制御を行うようにしている。

【０１２７】牽引車両であれば、後述する２つの判定手
順Ａ，Ｂの判定結果から牽引車の車種を判定し（ステッ
プＴ３２）、牽引車両でない場合は同じく後述する２つ
の判定手順Ａ，Ｂの判定結果から車種を判定する（ステ
ップＴ３３）。

【０１２８】次いで、ステップＴ３２で判定した牽引車
の車種に応じて牽引車両の車種を判定する（ステップＴ
３４）。牽引車が軽自動車であれば、被牽引車の軸数に
応じて（ステップＴ３５）、１軸であれば普通車と判定
し（ステップＴ３６）、２軸以上であれば中型車と判定
する（ステップＴ３７）。

【０１２９】牽引車が普通車であれば、被牽引車の軸数
に応じて（ステップＴ３８）、１軸であれば中型車と判
定し（ステップＴ３７）、２軸以上であれば大型車と判
定する（ステップＴ３９）。

【０１３０】牽引車が中型車であれば、被牽引車の軸数
に応じて（ステップＴ４０）、１軸であれば大型車と判
定し（ステップＴ３９）、２軸以上であれば特大車と判
定する（ステップＴ４１）。

【０１３１】牽引車が大型車であれば、全軸数に応じて
（ステップＴ４２）、４軸以上であれば特大車と判定し
（ステップＴ４１）、３軸であれば大型車と判定する
（ステップＴ４３）。

【０１３２】次に、ステップＴ３２，Ｔ３３において、
２つの判定手順Ａ，Ｂから、車種を判定する手順につい
て説明する。なお、判定手順Ｂの処理手順は前述した図
１６〜図１７に示す処理手順と同一であるので説明を省
略し、判定手順Ａについて図３４〜図３５に示すフロー
チャート図を参照して説明する。

【０１３３】まず、進入した車両ＣＲが次の３つの条
件、車幅＜Ｗ１、車長≦Ｌ１、車高≦Ｈ１、を同時に満
たす場合は（ステップＴ５１）、軽自動車と判定する
（ステップＴ５２）。

【０１３４】３つの条件を満たさない場合は、カメラ８
で撮影した画像にナンバープレートが存在し（ステップ
Ｔ５３）、そのサイズが普通であれば（ステップＴ５
４）、車種コードを判定し（ステップＴ５５）、車種コ
ードが「３」〜「７」であれば普通車（ステップＴ５
６）、「１」〜「２」であれば中型車（ステップＴ５
７）、「８」であれば不明（ステップＴ５８）、「９」
であれば特大と判定する（ステップＴ５９）。

【０１３５】ステップＴ５３でカメラ８で撮影した画像
にナンバープレートが存在しない場合または不明の場合
は、軸数から判定し（ステップＴ６０）、４軸以下であ
れば不明と判定し（ステップＴ６１）、５軸以上であれ
ば特大車と判定する（ステップＴ６２）。

【０１３６】ステップＴ５４でナンバープレートのサイ
ズが大板であれば、車種コードを判定し（ステップＴ６
３）、車種コードが「２」であれば、大型か特大か不明
と判定する（ステップＴ６４）。

【０１３７】車種コードが「８」であれば、車形からト
レーラヘッドかそれ以外かを判定する（ステップＴ６
５）。トレーラヘッド以外であれば、軸数を判定し（ス
テップＴ６６）、４軸以下であれば大型か特大か不明
（ステップＴ６７）、５軸以上であれば特大と判定する
（ステップＴ６８）。車形がトレーラヘッドであれば、
軸数を判定し（ステップＴ６９）、２軸であれば中型
（ステップＴ７０）、３軸であれば大型と判定する（ス
テップＴ７１）。

【０１３８】車種コードが「１」であれば、車形からト
レーラヘッドかそれ以外かを判定する（ステップＴ７
２）。トレーラヘッドであれば、トラクタの軸数を判定
し（ステップＴ７３）、２軸であれば中型（ステップＴ
７４）、３軸であれば大型と判定する（ステップＴ７
５）。

【０１３９】車形がトレーラヘッド以外であれば、軸数
を判定し（ステップＴ７６）、３軸以下であれば大型
（ステップＴ７７）、４軸で第１軸と第２軸との軸距が
所定値Ｔ１未満であれば大型（ステップＴ７８，Ｔ７
９）、所定値Ｔ１以上であれば特大（ステップＴ７８，
Ｔ８０）、５軸以上であれば特大（ステップＴ８０）と
判定する。

【０１４０】こうして得た判定手順Ａによる判定車種
と、判定手順Ｂによる判定車種とからステップＴ３２，
Ｔ３３における最終的な判定車種は次のようになる。

【０１４１】■ 両方の判定結果が同じときは、その判
定車種とし； ■ 判定手順Ａが車種不明のときは、判定手順Ｂの判定
車種とし； ■ 判定手順Ｂが車種不明のときは、判定手順Ａの判定
車種とし； ■ 両方の判定車種が異なるときは、判定手順Ａの判定
車種とする。

【０１４２】この判定結果に基づいて、前述したように
牽引車両であれば牽引車の車種を判定し（ステップＴ３
２）、さらに被牽引車の軸数に応じて車種を判定する
（ステップＴ３４〜Ｔ４３）。牽引車両でない場合は、
この判定結果に基づいて車種を判定する（ステップＴ３
３）。

【０１４３】

【発明の効果】本発明によれば、進行方向に垂直な車両
断面を計測する第１の計測手段と、車両の移動距離また
は位置を計測する第２の計測手段とを組み合わせること
によって車長を計測する構成としたため、計測領域にお
ける車両の速度変化や前後進の影響を受けずに正確な車
長の計測が可能となる。

【０１４４】また、本発明によれば、進行方向に垂直な
車両断面を計測する第１の計測手段と、車両の移動距離
または位置を計測する第２の計測手段とを組み合わせる
ことによって３次元車両形状を計測する構成としたた
め、計測領域における車両の速度変化や前後進の影響を
受けずに正確な３次元車両形状の計測が可能となり、車
長の計測や車種の判定が正確に行える。

【０１４５】また、本発明によれば、車両位置を計測す
るレーザーセンサから得られる距離データの時間的変化
を検出することによって、車両の前後進を正確に検出す
ることができるため、車両の誤後進検出がない。

【０１４６】また、本発明によれば、計測した３次元車
両形状から車幅、車高、車長および軸数等を計測する手
段と、車両の形状を認識する手段と、これらから車種を
判定する手段とを備える構成としたため、高精度な車種
判別が可能となり、さらに車両分離手段、軸数検出手
段、ナンバープレート認識手段等を加える構成とするこ
とにより、さらに高精度な車種判定が可能となる。

【０１４７】また、本発明によれば、レーザーセンサは
車両の上方または側方に設置する構成であるため、料金
所の屋根などへの取り付けが可能となり、料金所の構造
上の制約を受けずに設置することが可能となる。

【０１４８】また、本発明によれば、車軸の有無を非接
触で検出する車軸検出手段を設け、この車軸検出手段に
よる車軸検出毎に車両の走行位置を表す車両位置データ
を記憶し、この記憶した複数の車両位置データに基づい
て車軸間の距離を計測する構成としたため、走行車両が
４軸大型車両であった場合は、１−２軸の軸距から軸距
の短い大型車と長い特大車とに区分することができる高
精度な車種判定が可能となる。また、非接触での検出が
可能であるため、設置性に優れている。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による車両計測装置を含む車種判別装置
の実施の形態１を示す配置構成図である。

【図２】車両への光ビームの走査状態を示す図である。

【図３】レーザーセンサの概略的構成図である。

【図４】車軸検出器の概略構成図である。

【図５】実施の形態１による車種判別装置の構成を示す
ブロック図である。

【図６】車両諸元の計測手順を示すフローチャート図で
ある。

【図７】車両の２次元断面形状を時間順序に示した図
（ａ）と、位置毎にサンプリングした図（ｂ）である。

【図８】車高および車幅の測定原理を説明する図であ
る。

【図９】車高および車幅の測定原理を説明する図であ
る。

【図１０】検出エリアにおける車両に対応する反射光の
伝搬時間を示す特性図である。

【図１１】光ビームのタイヤ部分への走査説明図であ
る。

【図１２】光ビームのタイヤ部分への走査説明図であ
る。

【図１３】検出エリアにおける車両に対応する反射光の
伝搬時間を示す特性図である。

【図１４】軸距の検出方法を説明する図である。

【図１５】車両諸元の他の計測手順を示すフローチャー
ト図である。

【図１６】車種判定の処理手順を示すフローチャート図
（その１）である。

【図１７】車種判定の処理手順を示すフローチャート図
（その２）である。

【図１８】トラック、トレーラーヘッド、バス、４軸大
型車および特大車の特徴を示す図である。

【図１９】２台のオートバイが並走してきた場合の２次
元断面形状を示す図である。

【図２０】車高および車幅の他の測定原理を説明する図
である。

【図２１】車高および車幅の他の測定原理を説明する図
である。

【図２２】本発明による車両計測装置を含む車種判別装
置の実施の形態２を示す配置構成図である。

【図２３】レーザーセンサの概略的構成図である。

【図２４】実施の形態２による車種判別装置の構成を示
すブロック図である。

【図２５】道路の左脇を通過する車両の車幅中心位置に
レーザーセンサＬ４〜Ｌ５の走査位置を設定した状態を
示す平面図である。

【図２６】道路の右脇を通過する車両の車幅中心位置に
レーザーセンサＬ４〜Ｌ５の走査位置を設定した状態を
示す平面図である。

【図２７】本発明による車両計測装置を含む車種判別装
置の実施の形態３を示す配置構成図である。

【図２８】実施の形態３による車種判別装置の構成を示
すブロック図である。

【図２９】車両分離器の概略構成図（ａ）および車両分
離器を道路に設置した状態を示す正面図（ｂ）である。

【図３０】検知割れ車両の検出方法を示す説明図であ
る。

【図３１】本発明による車両計測装置を含む車種判別装
置の実施の形態４を示す配置構成図である。

【図３２】実施の形態４による車種判別装置の構成を示
すブロック図である。

【図３３】車種判定部における車種判定手順を示すフロ
ーチャート図である。

【図３４】車種判定手順Ｂを示すフローチャート図（そ
の１）である。

【図３５】車種判定手順Ｂを示すフローチャート図（そ
の２）である。

【符号の説明】

１車両断面計測センサ２車両位置計測センサ３本体機器４上位装置５車両分離器５Ａセンサヘッド５Ｂ回帰反射板６車両分離器７車軸検出器８カメラ９ナンバープレート認識部１１，５１，７１投光部１２，５２，７２光走査部１３，５３，７３受光部１４制御回路２１光源２２光走査部２３平面ミラー２４ステッピングモータ３１断面計測部３２車両位置計測部３３車両形状計測部３４車両検知制御部３５車両諸元計測部３６車種判定部ＢＳ料金所ブースＣＲ車両ＧＡ，ＧＢ門柱ＧＣ棒状部材ＩＲ料金所アイランドＲＤ道路ＴＹタイヤ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】車両の進行方向に対して垂直な車両断面
を計測する第１の計測手段と、前記第１の計測手段の設置位置から車両の進行方向の移
動距離を計測する第２の計測手段とを備え、前記第１および第２の計測手段からの計測データに基づ
いて車長を計測することを特徴とする車両計測装置。
【請求項２】車両の進行方向に対して垂直な車両断面
を計測する第１の計測手段と、前記第１の計測手段の設置位置から車両の進行方向の移
動距離を計測する第２の計測手段とを備え、前記第１および第２の計測手段からの計測データに基づ
いて車両の３次元形状を計測することを特徴とする車両
計測装置。
【請求項３】請求項２記載の発明において、第１の計
測手段で計測した車両断面形状を、予め記憶した３次元
車両形状と比較して車両形状を判定することを特徴とす
る車両計測装置。
【請求項４】請求項１または２記載の発明において、
第１の計測手段は車両の走行路の幅方向にスキャニング
する１または複数のレーザーセンサを有し、第２の計測
手段は車両の走行路の進行方向にスキャニングする１な
いし複数のレーザーセンサを有することを特徴とする車
両計測装置。
【請求項５】請求項１または２記載の発明において、
第１の計測手段で得られた車両の断面形状から並進走行
する車両を検出することを特徴とする車両計測装置。
【請求項６】請求項１または２記載の発明において、
第２の計測手段は車両の特徴点を検出し、その特徴点の
軌跡から車両の進行方向を検出することを特徴とする車
両計測装置。
【請求項７】請求項１〜６いずれか記載の発明におい
て、第２の計測手段の下流に車両分離手段を設け、第１
の計測手段および前記車両分離手段によって挟まれる領
域における車両の存在有無を、前記第２の計測手段で検
出することによって、車両の検知割れが発生した場合
に、それを検出することを特徴とする車両計測装置。
【請求項８】請求項１〜７いずれか記載の車両計測装
置に、計測データに基づいて走行車両の車種を判定する
車種判定手段を設けたことを特徴とする車種判別装置。
【請求項９】請求項１〜７いずれか記載の車両計測装
置に、車両分離手段、軸数検出手段およびナンバープレ
ート認識手段のいずれかないし複数の手段を設け、その
計測データに基づいて走行車両の車種を判定する車種判
定手段を設けたことを特徴とする車種判別装置。
【請求項１０】車両の進行方向に対して垂直な車両断
面を計測する第１の計測手段と、前記第１の計測手段の設置位置から車両進行方向への車
両速度を計測する第２の計測手段とを備え、前記第２の計測手段は所定の時間間隔で計測する度に速
度を算出し、それぞれの計測手段からの計測データに基
づいて車長を算出することを特徴とする車両計測装置。
【請求項１１】車両の断面形状を計測する第１の計測
手段と、車両の位置を計測する第２の計測手段と、断面形状データおよび車両位置データを記憶する記憶手
段と、車両の有無を検出する車両検出手段と、断面形状計測および車両位置計測を行い前記車両検出手
段によって前記車両の通過を検出したことに応じて計測
した断面形状データおよび車両位置データを出力する車
両データ出力手段と、を備えたことを特徴とする車両計
測装置。
【請求項１２】車両の断面形状を計測する第１の計測
手段と、車両の位置を計測する第２の計測手段と、断面形状データおよび車両位置データを記憶する記憶手
段と、車両の有無を検出する車両検出手段と、断面形状計測および車両位置計測を行い前記車両検出手
段によって前記車両の通過を検出したことに応じて所定
の車両位置間隔毎に計測した断面形状データおよび車両
位置データを出力する車両データ出力手段と、を備えた
ことを特徴とする車両計測装置。
【請求項１３】車両の断面形状を計測する第１の計測
手段と、車両の位置を計測する第２の計測手段と、断面形状データおよび車両位置データを記憶する記憶手
段と、車両の有無を検出する車両検出手段と、断面形状計測および車両位置計測を行い前記車両検出手
段によって前記車両の通過を検出したことに応じて計測
した断面形状データおよび車両位置データから車長、車
高、車幅を算出し出力する車両データ出力手段と、を備
えたことを特徴とする車両計測装置。
【請求項１４】車両の断面形状を計測する第１の計測
手段と、車両の位置を計測する第２の計測手段と、断面形状データのうち車高、車幅を記憶する記憶手段
と、車両の有無を検出する車両検出手段と、断面形状計測および車両位置計測を行い前記車両検出手
段によって前記車両の通過を検出したことに応じて計測
した断面形状データおよび車両位置データを出力する車
両データ出力手段と、を備えたことを特徴とする車両計
測装置。
【請求項１５】車両の断面形状を計測する第１の計測
手段と、車両の位置を計測する第２の計測手段と、計測した車両の位置から車両の移動距離を算出する算出
手段と、算出した移動距離が所定距離以上の場合に断面形状を記
憶する記憶手段と、車両の有無を検出する車両検出手段と、断面形状計測および車両位置計測を行い前記車両検出手
段によって前記車両の通過を検出したことに応じて計測
した断面形状データおよび車両位置データを出力する車
両データ出力手段と、を備えたことを特徴とする車両計
測装置。
【請求項１６】車両の断面形状を計測する第１の計測
手段と、車両の位置を計測する第２の計測手段と、計測した車両の位置から車両の移動距離を算出する算出
手段と、算出した移動距離が所定距離以上の場合に断面形状を記
憶する記憶手段と、車両の有無を検出する車両検出手段と、断面形状計測および車両位置計測を行い前記車両検出手
段によって前記車両の通過を検出したことに応じて所定
の車両位置間隔毎に計測した断面形状データおよび車両
位置データを出力する車両データ出力手段と、を備えた
ことを特徴とする車両計測装置。
【請求項１７】車両の断面形状を計測する第１の計測
手段と、車両の位置を計測する第２の計測手段と、計測した車両の位置から車両の移動距離を算出する算出
手段と、算出した移動距離が所定距離以上の場合に断面形状を記
憶する記憶手段と、車両の有無を検出する車両検出手段と、断面形状計測および車両位置計測を行い前記車両検出手
段によって前記車両の通過を検出したことに応じて計測
した断面形状データおよび車両位置データから車長、車
高、車幅を算出し出力する車両データ出力手段と、を備
えたことを特徴とする車両計測装置。
【請求項１８】車両の断面形状を計測する第１の計測
手段と、車両の位置を計測する第２の計測手段と、計測した車両の位置から車両の移動距離を算出する算出
手段と、算出した移動距離が所定距離以上の場合に断面形状のう
ち車高、車幅を記憶する記憶手段と、車両の有無を検出する車両検出手段と、断面形状計測および車両位置計測を行い前記車両検出手
段によって前記車両の通過を検出したことに応じて計測
した断面形状データおよび車両位置データを出力する車
両データ出力手段と、を備えたことを特徴とする車両計
測装置。
【請求項１９】車両の進行方向に対して垂直な方向に
レーザーをスキャニングすることによって車両の断面形
状および位置を計測する第１の計測手段と、車両の進行
方向にレーザーをスキャニングして車両の進行方向の位
置を計測する第２の計測手段とによって車長を計測する
車両計測装置であって、進行方向に対して垂直方向における前記計測された車両
位置に対応して前記第２の計測手段の車両の進行方向に
垂直な方向のレーザーの照射角度を変更する照射角度変
更手段を備えることを特徴とする車両計測装置。
【請求項２０】車両の進行方向に対して垂直な方向に
レーザーをスキャニングすることによって車両の断面形
状および位置を計測する第１の計測手段と、車両の進行
方向にレーザーをスキャニングすることによって車両の
進行方向の位置を計測する第２の計測手段とによって車
両の３次元車両形状を計測する車両計測装置であって、進行方向に対して垂直方向における前記計測された車両
位置に対応して前記第２の計測手段の車両の進行方向に
垂直な方向のレーザーの照射角度を変更する照射角度変
更手段を備えることを特徴とする車両計測装置。
【請求項２１】請求項１〜７または請求項１０〜２０
いずれか記載の車両計測装置に、車両の車軸の有無を非
接触で検出する車軸検出手段と、この車軸検出手段から
の検出信号と前記第２の計測手段から得られる車両位置
を表すデータとに基づいて車軸間の距離を計測する軸間
距離計測手段と、計測した車軸間の距離に基づいて走行
車両の車種を判定する車種判定手段とを設けたことを特
徴とする車種判別装置。
【請求項２２】請求項２１記載の発明において、前記
車種判定手段は前記軸間距離計測手段で計測した走行車
両の１軸および２軸間の距離から４軸大型車両の車種を
判定することを特徴とする車種判別装置。